AMPERE DAN VOLT METER Ampere Meter Ampere

AMPERE DAN VOLT METER
Ampere Meter
Ampere meter, sering juga disebut ammeter, adalah perangkat yang digunakan untuk
mengukur arus. Semua alat ukur memiliki tahanan sehingga Ammeter sering juga
digambarkan sebagai sebuah resistor. Agar lebih mudah dimengerti, pembahasan rangkaian
ammeter akan digunakan rangkaian DC.
Ammeter pada pengukuran suatu rangkaian perlu diletakkan seri terhadap arus yang ingin
diukur. Hal ini disebabkan arus tidak akan berubah bila melalui rangkain seri, dan akan
terbagi bila melewati rangkain yang disusun pararel. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar
1 yang menggambarkan peletakkan ammeter pada suatu rangkaian.
Gambar 1. Peletakan ammater dalam suatu rangkaian
Pengaruh Ammeter pada rangkaian
Walaupun arus pada rangkaian seri tidak berubah, akan tetapi peletakkan ammeter pada
suatu rangkaian tersebut akan mempengaruhi pengukuran. Hal ini dikarenakan ammeter
memiliki tahanan internal sehingga akan menambah besaran tahanan total pada rangkaian
tersebut sehingga akan merubah besar arus yang tadinya hanya mengalir ke tahanan pada
rangkaian awal.
‘11
1
Pengukuran Besaran Listrik
Dicky Arinanda Arifin ST,MT
Pusat Pengembangan Bahan Ajar
Universitas Mercu Buana
Gambar 2. Pemasangan ammeter (R1) pada suatu rangkaian dengan load tertentu (R2)
Perhatikan gambar 2, jiga R1 adalah ammeter, maka untuk mengukur arus pada sirkuit
adalah dengan memasang R1 seri dengan R2 (beban sirkuit). Jika R1 dilepaskan dari maka
resistansi rangkaian hanya R2 sehingga arus yang sesungguhnya mengalir adalah:
Saat R1 (alat ukur) dipasang maka arus menjadi:
Agar ammeter tidak mempengaruhi pengukuran maka diperlukan tahanan internal yang kecil
sehingga R1 + R2 = R2.Semakin kecil resistansi dari ammeter makan semakin kecil error
perhitungan. Kecilnya resistansi juga mempengaruhi sensitivitas alat ukur. Sensitivitas
ammeter adalah jumlah arus yang diperlukan agar terjadi defleksi maksimal pada alat ukur.
Semakin kecil jumlah arus, semakin tinggi sensitivitasnya.
Rentang Ukur Ammeter
Ammeter memiliki rentang ukur tertentu yang bergantung dari rangkaian yang digunakan.
Sebagai contoh, Ammeter dengan sensitivitas 1 mA dapat mengukur arus rangkaian dari 01mA. Agar ammeter dapat mengukur arus di atas 1 mA maka diperlukan rentang ukur baru,
hal ini dapat dilakukan dengan memodifikasi rangkaian yang ada di dalamnya.
Rangkaian di bawah ini menunjukkan tiga buah rangkaian dengan variasi voltase input:
‘11
2
Pengukuran Besaran Listrik
Dicky Arinanda Arifin ST,MT
Pusat Pengembangan Bahan Ajar
Universitas Mercu Buana
Gambar 3. Ilustrasi rangkaian pada ammeter
Variasi input voltase tidak mempengaruhi perbandingan arus yang melewati R1 dan R2
(1:9). Bila R1 diganti ammeter dengan resistansi 10 ohm maka ammeter dapat
mengukur sampai 100 A. Dengan mengatur besaran resistor di R2 maka rentang ukur
juga bisa divariasi.
Dengan cara tersebut maka dengan menyusun rangkaian ammater seperti pada gambar
di bawah, maka dapat dihasilkan ammeter dengan beberapa rentang ukur sekaligus.
Besaran rentang ukur ditentukan oleh seberapa besar resistor total yang tersambung.
Rangkaian resistor ini disebut resistor shunt, Semakin besar resistor shunt maka
semakin sensitif ammeter tersebut. Dengan cara ini maka cara ini maka ammeter saat
ini dapat mengukur mulai dari 5 mikroA-1mA.
‘11
3
Pengukuran Besaran Listrik
Dicky Arinanda Arifin ST,MT
Pusat Pengembangan Bahan Ajar
Universitas Mercu Buana
Gambar 4. Rangkaian ammeter dengan variasi rentang ukur
Untuk mengukur arus lebih dari 50 A, maka ammeter perlu ditambahkan resistor shunt
eksternal yang dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Resistor shunt eksternal berguna
untuk menurunkan arus yang masuk ke PMMC agar tidak merusak alat ukut. Dengan
mengetahui rasio penurunan arus maka besarnya arus asli dapat diketahui.
Gambar 5. Ammeter dengan eksternal shut resistor
Keselamatan Penggunaan
Untuk menghindari kerusakan alat dan cedera pada pengguna ammeter maka ada
beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengukuran dengan ammeter:
1. Ammeter harus selalu dihubungkan secara seri dengan rangkaianyang diuji ·
2. Selalu mulai dengan kisaran tertinggi sebuah ammeter
‘11
4
Pengukuran Besaran Listrik
Dicky Arinanda Arifin ST,MT
Pusat Pengembangan Bahan Ajar
Universitas Mercu Buana
3. Putuskan dahulu listrik dari sirkuit sebelum menghubungkan dan memutuskan
hubungan ammeter
4. Di amperemeter dc, amati polaritas sirkuit yang
tepat
untukmencegah meter tidak
rusak
5. Jangan pernah menggunakan ammeter dc untuk menukur arus ac
Voltmeter
Selaian mengukur arus, besaran listrik lain yang paling sering diukur adalah voltase. Alat
ukur voltase disebut voltmeter. Agar lebih mudah dimengerti, pembahasan rangkaian
voltmeter akan digunakan rangkaian DC.
Voltmeter pada pengukuran suatu rangkaian perlu diletakkan pararel terhadap beban yang
ingin diukur voltasenya. Hal ini disebabkan voltase akan sama pada setiap rangkaian
pararel, dan akan berubah dan terbagi pada setiap beban yang dipasang seri. Untuk lebih
jelasnya perhatikan gambar 6 yang menggambarkan peletakkan voltmeter pada suatu
rangkaian.
Gambar 6. Pengukuran voltase pada rangkaian pararel dan seri
Gambar A = R1 dan R2 memiliki voltase yang sama, gambar B = R1 dan R2 memiliki
voltase yang berbeda. Bila R2 diganti voltmeter, maka rangkaian yang cocok adalah pada
Gambar A dimana voltmeter dipasang pararel dengan beban.
Pengaruh Terhadap Rangkaian
Efek pemasangan voltmeter terhadap rangkaian disebut juga loading effect. Efek ini dapat
diartikan sebagai pengaruh pemasangan voltmeter yang akan merubah besaran voltase
‘11
5
Pengukuran Besaran Listrik
Dicky Arinanda Arifin ST,MT
Pusat Pengembangan Bahan Ajar
Universitas Mercu Buana
yang ingin diukur karena voltmeter juga terukur sebagai beban. Ilustrasi efek ini dapat dilihat
pada gambar 7.
Gambar 7. Loading effect
Gambar A adalah rangkaian sebelum disambungkan ke voltmeter. R2 ingin diukur,
secara teori voltase seharusnya sebesar 10 V, dikarenakan arus yang lewat adalah
sebesar 1 A. Gambar B tampak telah disambungkan voltmeter dengan tahanan dalam
sebesar R3 yang memiliki resistansi yang sama dengan R2. Hal ini merubah besaran
voltase menjadi 6.25 V karena nilai RN (resistansi gabungan berubah) sehingga arus
yang melewati voltmeter dan R3 naik menjadi 1,25 A.
Gambar 8. Menghilangkan loading effect
Agar loading effect tidak terjadi maka tahanan R3 harus diubah agar arus yang lewat tidak
berubah. Pada gambar 8, R3 diubah menjadi R4 dengan tahanan sebesar 10K Ω. Dengan
cara ini besar RN mendekati R2 sehingga arus yang mengalir ke R4 (voltmeter) dan R3
mendekati 1 A sehingga voltase yang terukur adalah 10 V. Sebagai kesimpulan resistansi
voltmeter harus jauh lebih besar dari beban yang ingin diukur
‘11
6
Pengukuran Besaran Listrik
Dicky Arinanda Arifin ST,MT
Pusat Pengembangan Bahan Ajar
Universitas Mercu Buana
Rentang Ukur Voltmeter
Pada gambar A, voltmeter dengan rentang ukur 10 V mampu menampilkan besaran voltase
pada R1 maksimal 10 V. Pada gambar B, voltase dinaikan 10x lipat sehingga voltmeter
tidak mampu mengukurnya. Untuk itu ditambahkan resistor 9kΩ sehingga resistansi
voltmeter bertambah dan bisa mengukur hingga 100 V. Prinsip ini sama seperti pada
ammater yaitu menggunakan resistor shunt.
Gambar 9. Resistor tambahan untuk merubah rentang ukur
Dengan memberikan variasi resistor tambahan maka dapat dibuat voltmeter dengan variasi
rentang ukur seperti yang ditunjukkan pada gambar 10.
Gambar 10. Voltmeter dengan variasi rentang ukur
‘11
7
Pengukuran Besaran Listrik
Dicky Arinanda Arifin ST,MT
Pusat Pengembangan Bahan Ajar
Universitas Mercu Buana
Alih Fungsi Ammeter ke Voltmeter
Setelah mengetahui prinsip kerja ammater dan voltmeter, maka dapat disimpulkan bahwa
perubahan rentang ukur hanya dipengaruhi variasi besar resistor shunt. Oleh karena itu
kedua alat ukur ini dapat digabungkan dengan cara menvariasikan besar resistor shunt dan
merubah cara menghubungkan ke rangkaiannya.
Sensitivitas Voltmeter
Sensitivitas voltmeter dinyatakan dalam ohms per volt (Ω/V), yaitu resistansi voltmeter saat
skala volmeter mencapai maksimal. Voltase dengan resistansi besar memiliki loading effect
lebih kecil, maka voltase dengan sensitivitas lebih besar memberikan pengukuran yang lebih
akurat. Voltase terukur berbanding dengan besarnya arus maka:
Full-scale voltage reading = full-scale current x resistance
Voltmeter Prinsip Elektrostatis
Mekanisme ini didasarkan pada repulsi beban terhadap pelat
kapasitor.
Gerakan
meter
elektrostatik sebenarnya sebuah kapasitor variable besar di mana satu set plat yang dapat
bergerak.
Gerakan plat
ditahan
oleh
pegas.
Pointer
dipasang
pada
pelat
akan
mengindikasikan perubahan voltase. Meningkatnya voltase menyebabkan plat memberikan
gaya torsi. Torsi hanya terjadi bila voltase inputnya besar sehingga voltmeter ini hanya
cocok untuk pengukuran TEGANGAN TINGGI
Keselamatan Penggunaan
1. Voltmeter harus selalu dihubungkan secara pararel dengan rangkaian yang diuji
2. Selalu mulai dengan kisaran tertinggi sebuah ammeter
3. Putuskan dahulu listrik dari sirkuit sebelum menghubungkan dan memutuskan
hubungan ammeter
4. Di amperemeter dc, amati polaritas sirkuit yang
tepat
untukmencegah meter tidak
rusak
5. Jangan pernah menggunakan voltmeter dc untuk menukur arus ac
‘11
8
Pengukuran Besaran Listrik
Dicky Arinanda Arifin ST,MT
Pusat Pengembangan Bahan Ajar
Universitas Mercu Buana